被光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性

从部分相干光的传输理论出发,采用光束相干-偏振矩阵方法研究了被光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性,对远场偏振和光强特性作了详细的数值计算和物理分析。研究结果表明,光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性与光阑截断参量、光的空间相干性和衍射角有关。并与自由空间的传输特性和以前的工作作了比较分析。     

采用液晶空间光调制器进行激光光束的空间整形

提出采用液晶空间光调制器进行激光束的实时,可调控光束空间整形的新方法,研究了液晶空间光调制器的光学调制特性,用液晶空间光调制器衬时产生的软边切趾光阑与空间滤波器结合,有效地对任意光束进行空间整形,获得光束填充因子高,近“平顶”光强的光束近场分布。     

凸透镜焦距测量中实验方法的改进

凸透镜焦距的不确定度评价和减小实验误差的方法已经有很多研究,本文着重研究如何最大发挥透镜的作用,通过合适的测量方法适应凸透镜焦距、光阑直径以减小实验误差,提出了导致实验误差的重要因素——焦深与透镜参数的关系,并研究了近轴光线对实验误差的影响。研究结果为减小实验误差提供了一种新的思路,同时更加深入地研究了透镜成像的规律。     

应用于光片照明的光阑可调的荧光显微镜物镜设计

光片荧光显微镜具有光毒性低和3D成像容易等特点,逐渐成为生物医学领域的关键设备。运用ZEMAX设计了一款光片荧光大数值孔径显微镜物镜,该物镜具有针对常用荧光波长(460nm/509nm/590nm/620nm)成像优化﹑引入光阑结构来使物镜景深可调等特点,从而能提高对光片厚度的适应性,减少杂散光干扰,增加系统信噪比。系统末端设计了微透镜阵列,参考CMOS传感器像素尺寸调节,提高了系统能量利用率。物镜总长小于45mm,数值孔径为0.7,放大倍率为40x,工作距离为0.4mm,性能指标均满足国家标准。     

光束通过硬边光阑光学系统变换的改进算法

 使用傅里叶级数与有限个复高斯函数之和的乘积作为硬边光阑的窗口函数的近似式,提出了含硬边光阑近轴ABCD光学系统对光束变换的改进算法。以高斯光束的变换为例,推导出了一个表示为初等函数之和的近似解析传输公式。给出了数值计算结果,并与直接积分Collins公式和使用Wen方法的结果作了比较。研究表明,改进算法能兼顾计算精度和机时,并能用于远场和近场。而使用Wen方法时,在近场（小于0.12倍菲涅尔距离）有明显误差。     

拉盖尔-高斯光束通过光阑-透镜分离系统的聚焦特性和焦移

 使用Collins公式推导了拉盖尔-高斯光束通过光阑-透镜分离系统的光强分布。利用数值计算详细分析和说明了其聚焦特性。分析得出光阑-透镜分离程度的大小影响相对焦移的大小和光强的分布,并引起焦移可能相反或消失。而且发现满足一定条件时在一段较大的轴向距离上光强几乎等于光强极大值,从而可获得一个较大的光强极大范围。     

高斯光束通过有硬边光阑ABCD光学系统的近似解析传输公式

 对高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统的传输进行了研究,采用将矩形函数展开为复高斯函数的技巧,推导出了近似的解析传输公式。以高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输为例进行了数值计算,对所用方法能节约大量机时的优点和计算误差作了讨论,并进一步推广用于平面波和平顶高斯光束,证实了这一方法具有广泛的应用意义。     

高斯光束通过有硬边光阑ABCD光学系统的近似解析传输公式

对高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统的传输进行了研究,采用将矩形函数展开为复高斯函数的技巧,推导出了近似的解析传输公式。以高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输为例进行了数值计算,对所用方法能节约大量机时的优点和计算误差作了讨论,并进一步推广用于平面波和平顶高斯光束,证实了这一方法具有广泛的应用意义。     

小孔成像的焦移理论

根据Li和wolf的焦移理论,本文提出一种较严格分析小孔成像最佳位置和分辨率的方法.小孔的作用可等效为一个具有“可变光焦度”的薄透镜.     

相位光阑对光学系统中焦深的影响

焦深在高密度光盘存储系统中具有十分重要的作用,大焦深可以使调焦伺服系统容易跟踪盘面。采用标量衍射理论和基于德拜近似条件的矢量衍射理论,分别在低数值孔径和高数值孔径两种情况下,系统研究相位光阑对聚焦光学系统的轴向光强分布和焦深的影响。研究结果表明：相位光阑对光学系统的焦深影响很大,高数值孔径系统中,选择适当的相位光阑几何尺寸可以使焦深提高约6倍。